Use of biostimulants to counteract the stresses related to climate change in plant

Abstract

Lo scopo della presente tesi di dottorato era valutare l'impatto dello stress combinato (alte temperature e siccità) in Arabidopsis thaliana e confrontare i singoloi stress con la loro combinazione per rivelare possibili effetti e interazioni additive. Gli studi di stress combinati sono raramente affrontati da una prospettiva molecolare nonostante la risposta a stress combinati non corrisponde semplicemente alla somma delle risposte a ciascuno stress che possono avere componenti additive o opposte. Queste risposte includono cambiamenti morfologici, fisiologici, biochimici e molecolari e l'attivazione di vie di segnalazione che coinvolgono fitormoni, trasduttori di segnale e regolatori trascrizionali. Nella seconda parte, è stata anche testata la performance di Trichoderma (biostimolante) in condizioni di siccità, calore, e loro combinazione, e il suo impatto sulle relazioni pianta-microrganismi. L'applicazione di funghi come Trichoderma può essere benefica, in quanto il fungo può stabilire relazioni simbiotiche con una pianta ospite ed influenzarne la crescita, la germinazione dei semi e la fioritura. Il fungo inoltre rilascia metaboliti secondari che inibiscono la crescita dei patogeni, aumentano la tolleranza allo stress e inducono la sintesi e l'accumulo di enzimi, la produzione di molecole come i fitormoni di sostanze con attività simile. Inoltre, i metaboliti secondari prodotti dalle piante, fungono da segnale nelle interazioni pianta-microrganismi, influenzando la composizione del microbioma vegetale. Questa relazione è dinamica e coinvolge diversi scambi bidirezionali: alcuni microrganismi regolano la produzione di metaboliti secondari e queste molecole bioattive modellano il microbioma del suolo. Queste interazioni pianta-microrganismi avvengono durante tutte le fasi del ciclo di vita e insieme all'interazione con l'ambiente e altri fattori biotici modellano la composizione del microbiota vegetale. A tal fine, è stata utilizzata una combinazione di metabolomica delle piante e metabarcoding batterico della radice e della rizosfera per svelare gli effetti a livello di "holobiont" vegetale. La combinazione di diversi approcci offre una visione completa delle interazioni che influenzano i passaggi dal genotipo al fenotipo, fornendo un profilo globale per comunità più diversificate.